Группа Л69

Изменение № 1 ГОСТ 261-79 Резина. Методы определения усталостной выносливости при многократном растяжении

Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 25.09.85 Л* 3048 срок введения установлен

с 01.02.86

Под наименованием стандарта проставить код: ОКСТУ 2509.

По всему тексту стандарта заменить слова: «цикл в мин» на «мин-¹».

Вводная часть. Первый абзац дополнить словами: «на машинах типа МРС-2 и УР-500»;

второй абзац изложить в новой редакции: «Сущность методов заключается в многократном растяжении образцов до разрушения при знакопостоянном цикле нагружения и измерении при испытании фактических значений статических и циклических деформаций. По методам I и III испытатие происходит при деформациях, изменяющихся от нуля до максимального значения, по методу II — от заданной статической до максимальной циклической деформации».

Пункт 1.2. Заменить слова: «Отбор образцов» на «Отбор образцов и подготовка к испытанию».

Пункт 1.3 изложить в новой редакции: «1.3. Предпочтительнее образцы типа I, толщиной (2,0±0,2) мм.

При испытании резин с относительным удлинением при разрыве по ГОСТ 270-75 менее 300 % применяют образцы типа V».

Пункт 2.2. Заменить слова: «приложение» на «приложение 1».

Пункт 2.4. Заменить значение: 1 мм на 1,0 мм; дополнить словами: «или другой инструмент с погрешностью не более 1,0 мм».

Раздел 2 дополнить пунктами — 2.5, 2.6:

«2.5. Машины разрывные по ГОСТ 7762-74. Допускается применять другие разрывные машины, имеющие самопишущий прибор для записи результатов испытаний и обеспечивающие соблюдение условий испытаний и точности записи результатов в соответствии с требованиями настоящего стандарта.

2.6. Планиметр полярный типа ПП-М с погрешностью измерения ±0,5%.

Допускается применять другие типы планиметров, предназначенные для определения площадей плоских фигур и обеспечивающие допускаемую погрешность измерения».

Пункты 3.2, 3.3.2 изложить в новой редакции:    «3.2.    Рекомендуемый    ряд

начальных динамических деформаций растяжения по методам I и II: 50, 75, 100, 125, 150, 2С0 и 250%; по методу III: 50, 75, 100, 125 и 150%.

Рекомендуемый ряд начальных статических деформаций растяжения: 20, 40, 50, 80, 100 и 120%.

Статическая деформация не должна быть меньше деформаций, при которых возникает «петля» разнашивания.

3.3.2. Устанавливают размах активного захвата машины в соответствии с заданной начальной динамической деформацией образцов. Для этого расстояние между метками на узкой части образца в растянутом состоянии 1\ в миллиметрах вычисляют по формуле

где Сч) — начальная деформация образца, %; I — расстояние между метками на узкой части нерастянутого образца, мм.

Значение 1\ округляют до целого числа.

Размах устанавливают на образце из испытуемой резины, который в дальнейшем испытанию не подлежит».

Пункт 3.3.4. Исключить слова: «закрепляют в захватах машины по п. 3.3 3

и»;

(Продолжение *м. с. 242) 241

(Продолжение изменения к ГОСТ 261—79,

заменить значение: 3—15 мин на (3,0±0,3) мин.

Пункт 3.3.5. изложить в новой редакции: «3.3.5. Отбирают три контрольных образца из общего количества образцов для испытания.

Включают машину и проводят испытания в течение (4,0±О,4) мин. Затем машину выключают и устанавливают активный захват в крайнее нижнее положение и измеряют расстояние между метками (/„) на узкой части образцов. Медленным вращением маховика машины активный захват поднимают в верхнее положение до начала появления изгиба образцов. После этого фиксируют положение маховика и для полностью расправленных образцов определяют расстояние между метками (/„) на узкой части образцов».

Раздел 3 дополнить пунктами — 3.3.6—3.3.9: «3.3.6. Максимальную фактическую циклическую деформацию в момент каждого измерения (вф<) вычисляют по формуле

—^3

^еФ¹ “ I в    ’

где 1ц — расстояние между метками на узкой части образцов в крайнем нижнем положении подвижного захвата, мм; /_в — расстояние между метками на узкой части образцов в крайнем верхнем положении подвижного захвата (новая длина образца после разнашивания), мм.

3.3.7. Среднюю максимальную фактическую деформацию для данного образца, соответствующую испытанию его до разрушения (e<j> ) вычисляют по формуле

^еФ^=я (^еФ₁ ‘А/х-рвф^ • А/_Зф-^еф_п (А.'п~ЬА^р) ]*

где to — продолжительность от начала испытания до разрушения образца, мин; А/|, Д/г, . . • • , Д/_Л — продолжительность испытания при деформации ^еФ₁ » ^еф₂ , . . . . , £ф_я , мин; Д/ р — продолжительность от последнего измерения до разрушения образца, мин.

3.3.8.    Средняя фактическая деформация 8ф_с для всех испытуемых образцов равна среднему арифметическому трех измерений контрольных образцов.

3.3.9.    Машину включают и проводят испытания до следующего измерения, если образцы не разрушались, или до разрушения образцов.

Последующие измерения /„ и 1_п проводят через (0,50±0,03), (5,(Ю±0,01), (24,0±<Х1), (48,0±0,1) ч, а затем при необходимости через время, кратное 24 ч.

Измерения проводят на трех контрольных образцах, при этом продолжительность измерений /„ и /₀не должна превышать 3 мин.

Время, затраченное на измерение, не учитывают в продолжительности испытания».

Пункты 3.4—3.4.7 изложить в новой редакции:

«3.4. Метод II

3.4.1.    Испытания проводят по пп. 3.3.1—3.3.4.

3.4.2.    Образцам задают начальную статическую деформацию. Для этого активный захват устанавливают в крайнее верхнее положение (образец не деформирован) и перемещают пассивный захват до тех пор, пока не будет достигнуто расстояние между метками на узкой части образца /_с , в мм, которое вычисляют по формуле

I ~ ^£сТ-4-7 *^ст“" 100 *’

где с_Ст — статическая деформация, %; I — расстояние между метками на узкой части нерастянутого образца, мм.

Значение /_ст округляют до целого числа.

(Продолжение см. с. 243)

(Продолжение изменения к ГОСТ 261-79)

3.4.3.    Отбирают три контрольных образца из общего количества образцов для испытания.

Включают машину и проводят испытания в течение (4,0±0,4) мин. Затем машину выключают и устанавливают активный захват в крайнее верхнее положение Опускают пассивный захват до момента появления петли и измеряют расстояние между метками на узкой части образцов (/„). Опускают активный захват в крайнее нижнее положение и измеряют расстояние между метками на узкой части образцов (/„). Пассивный захват возвращают вверх и задают статическую деформацию, при которой расстояние между метками равно 1_Ст« После этого фиксируют пассивный захват.

3.4.4.    Затем .машину включают и проводят испытания до последующих измерений и /„ или до разрушения образцов, отмечая время измерения и разрушения. Последующие измерения /₀ и /„ проводят через промежутки времени, указанные в п. 3.3.9. Измерения проводят на трех контрольных образцах, при этом продолжительность измерения /_н и I „ не должна превышать 3 мин.

3.4.5.    Максимальные фактические циклические деформации в момент каждого измерения с вычисляют по формуле

где

/_в — расстояние между метками в узкой части образца в крайнем верхнем положении активного захвата и в положении пассивного захвата перед появлением петли на образце, мм;

/_н — расстояние между метками в узкой части образца в крайнем нижнем положении активного захвата и в положении пассивного захвата перед появлением петли на образце, мм.

Значения максимальных фактических статичеакнх деформаций в момент каждого измерения е</., (от; вычисляют по формуле

где

/^ — расстояние между метками при заданной статической деформации, мм;

/ _в — расстояние между метками в узкой части образца п крайнем верхнем положении активного захвата и в положении пассивного захвата перед появлением петли на образце, мм.

3.4.6.    Среднюю максимальную циклическую и статическую деформацию для данного контрольного образца, соответствующую испытанию до разрушения, вычисляют по п. 3.3.7.

3.4.7.    Средние максимальные фактические циклические и статические деформации для всех испытанных образцов равны среднему арифметическому трех контрольных образцов».

Раздел 3 дополнить пунктами — 3.5—3.5.8:

*3.5. Метод III

3.5.1.    Проводят испытания по п. 3.3.1—3.3.4.

3.5.2.    Отбирают три контрольных образца из общего количества образцов. Включают машину и наблюдают за появлением квазиостаточной деформации — «легли». Через (1,С±0,1) мин после начала испытаний .машину останавливают, подвижный захват фиксируют в крайнем верхнем положении и в течение не более 20 с устраняют квазиостаточную деформацию — «петлю» пе-

(Продолжение см. с. 244)

243

(Продолжение изменения к ГОСТ 261-7*

редвижением пассивного захвата вверх, фиксируют пассивный захват и вклк чают машину.

3.5.3. Через (4,0±0,4) мин повторно устраняют «петлю» по л. 3.5.2.

3.5    4. Подвижный захват фиксируют в крайнем верхнем положении и измеряют расстояние между метками на узкой части образцов (/_в). Затем подвижный захват устанавливают в крайнее нижнее положение и измеряют расстояние между метками на узкой части образцов (/„). Измерения проводят на трех контрольных образцах, при этом продолжительность измерения /_в н *„ не должна превышать 3 мин.

3.5.5. Включают машину и продолжают испытания. При появлении «петли» ее устраняют и затем измеряют расстояние между метками /_в и 1_Н по п. 3 5.4 через (0,50±0,03), (5,0±0,01), (24,0±0,1) ч, а затем при необходимости через время, кратное 24 ч.

При испытании фиксируют количество циклов от начала испытания до разрушения каждого образца. При испытании резин на машине УР-500 допускается устранять «петлю», не останавливая машину.

3.5    6. Фактическую деформацию для каждого образца к данному времени испытания еф^ вычисляют по п. 3.3.6.

3.5.7.    Среднюю фактическую деформацию, при котором испытывали образец до разрушения 8ф^ , вычисляют по п. 3.3.7.

3.5.8.    Среднюю фактическую деформацию для всех испытанных образцов вычисляют по п. 3.3.8».

Раздел 4 изложить в новой редакции:

«4. Обработка результатов

4.1.    Усталостную выносливость при многократном растяжении (N) для каждого образца определяют количеством циклов до разрушения образца, которые определяют по показателю счетчика, при отсутствии счетчика вычисляют по формуле

где v — частота колебаний подвижного захвата машины, мин^-1;

/ — продолжительность испытания, мин.

4.2.    Определяют среднюю усталостную выносливость (W_cp) для заданной фактической статической и динамической деформации (еф_ДИн* ^Ефст«). как среднее арифметическое не менее 12 образцов. Указывают максимальную и минимальную усталостную выносливость.

4.3.    Для определения показателей усталостных свойств резины строят график зависимости усталостной выносливости от динамической и статической деформаций. Для построения такого графика должны быть получены значения усталостной выносливости не менее четырех деформаций. Примеры построения графиков приведены на черт. 1 и 2.

По графикам определяют значения усталостной выносливости N, соответствующие заданной фактической деформации или значения усталостных деформаций при заданной базе утомления N&.

(Продолжение см. с. 245)

244

(Продолжение изменения к ГОСТ 261-79)

Зависимость усталостной выносливости от максимальной деформации цикла

I, 2 — кривые для резин на основе различных каучуков

Черт. 1

Зависимость усталостной выносливости от статической деформации для резин различного типа

Черт. 2

4.4. Для характеристики усталостных свойств резин, которые определяются зависимостью показателей усталостной прочности от повторения нагружения, используют коэффициент усталостной выносливости 0 , , вычисляемый по фор* муле

О Igtf

(Продолжение см. с. 246)

245

(Продолжение изменения к ГОСТ 26 где N — усталостная выносливость, цикл; е_р — удлинение лри разрыве, •днократном нагружении. Определяется экстраполяцией кривой \gN—Ig е значению lg N — b\ 8ф_акт — фактическая деформация.

Пример вычисления фактических деформаций приведен в справочном приложении 2.

4.5.    Способ представления зависимостей усталостной выносливости, определенной на машинах, не позволяющих определять напряжение или энергию циклической деформации от этих параметров из графиков, приведен в справочном приложении 3.

4.6.    Результаты испытаний по методам I, II и III несопоставимы. Результаты испытаний каждого метода сравнимы для образцов, имеющих одинаковые размеры и испытанных в одинаковых условиях.

4.7.    Результаты испытаний записывают в протокол, содержащий: условное обозначение резины;

дату и условия вулканизации; обозначение метода испытания;

деформацию растяжения — динамическую и статическую; температуру испытания;

количество циклов до разрушения каждого образца; среднее арифметическое значение N\ показатели усталостных свойств резин; дату проведения испытания; обозначение настоящего стандарта».

Приложение. Заменить слово: «Приложение» на «Приложение 1».

Стандарт дополнить приложениями — 2, 3:

СПРИЛОЖЕНИЕ 2 Справочное

Пример вычисления фактических деформаций при заданной начальной деформации во=100%

Контрольный образец № I: первое измерение через 4 мин — вф₁=0,93. второе измерение через 30 мин еф₂=0,90, третье измерение через 5 ч (300 мин) — еф₃=0,89, образец разрушился через 7 ч (420 мин).

Г_ф1 =*4§о*[0,93.4 +0,90.264-0,89(270+120)]-0,89.

Контрольный образец Л® 2: первое измерение е_ф1=0,92, второе измерение £фа=0,89, третье измерение е_фз=0,-83, образец разрушился через 6 ч (360 мин)

Г|,г -+[0.92.4+0,8:).26+0,83(2704 60) ]=0,88.

Контрольный образец № 3: первое измерение е_ф1=0,91, второе измерение ^еф2 ~C,83, третье измерение еф₃ = 0,87, образец разрушился через 9 ч (540 мин).

ёфз =55q[0.9I .4+ 0,88.26 40,87(270+240) ]=0,87.

Среднее значение деформации вф_Ср = */з(0,89+0,88+0,87) = 0,88.

(Продолжение см. с. 247)

246

(Продолжение изменения к ГОСТ 261-79) ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Справочное

Метод пересчета результатов испытаний, полученных в режиме заданных деформаций, на режимы заданных напряжений или энергии

деформации

1.    Образцы для испытания рекомендуется брать в форме двусторонней лопатки по ГОСТ 270-75, типа I и V или в форме полоски шириной 6—10 мм и длиной 100—120 мм. Предпочтительнее применять образцы типа V и полоски.

2.    Заготавливают три образца для каждой деформации из тех же пластин, из которых заготавливались образцы для усталостных испытаний.

На узкую часть образца наносят параллельные метки для измерения удлинения и подготавливают образцы к испытанию по ГОСТ 270-75.

Расстояние между метками образца типа V и в форме полосок должно быть /₀= (5,0±0,'1) см. Определяют толщину d₀ в см и ширину образцов Ь₀ в см.

3.    Подготовленные три образца испытывают в течение (4.0+0,4) мин на машине для усталостных испытаний при той же начальной деформации, что и усталостные испытания. Испытания проводят по методу I или III.

4.    После растяжения через (Ю± !•) мин измеряют расстояние между метками /₀ в см и определяют новое сечение образца 5 в м² (см²) по формуле

^S~    ‘о    ■

5.    Затем образцы растягивают со скоростью (1*ОО0±5О) мм/мин на разрывных машинах.

При этом самопишущий прибор записывает кривую растяжения в координатах «нагрузка-смещение». Для образцов в форме лопаток по ГОСТ 270—76 испытания проводят на машинах, оборудованных экстензомстрамн.

При отсутствии таких машин кривую «нагрузка-смещение» получают, используя образцы в форме полосок, при этом за расстояние между метками образца принимают расстояние между зажимами. Не допускается выползание образцов из зажимов. Рекомендуется использовать самозатягивающиеся зажимы типа ЗМУ-05.

6.    По кривой растяжения определяют напряжение /ф в Ньютонах (килограмм силах) при заданной фактической деформации (Рф) по формуле

где S — сечение образца после утомления в см²;

Яф—нагрузка в Н (кгс) при смещении Д/ф=еф*/о, соответствующая средней фактической деформации.

7. Удельную энергию фактической деформации (№ф) в мсгаджоулях на кубический метр (килограмм-сантиметрах на кубический сантиметр) определяют планиметрированием площади под кривой растяжения Я—Д/ и вычисляют по формуле

S'

у

где S' — площадь диаграммы, определенная планиметром, см²;

/С| — значение 1 см диаграммы на оси силы, И (кгс);

/С₂ — значение 1 см диаграммы на оси смещения.

(Продолжение см. с. 248) 247

(Продолжение изменения к ГОСТ 261—/

Объем образца между метками или между зажимами (V) в кубическил сантиметрах вычисляют по формуле

где S — сечение образца после утомления, ом²;

/₀—расстояние между метками или между зажимами после утомления, см.

8. Удельную энергию деформации (W), в мегаджоулях на кубический метр (килограмм-сантиметрах на кубический сантиметр), если известна зависимость «нагрузка-смещение» (черт. 3), вычисляют по формуле

W'=2j[Pi-‘x+(Pi+P.)(4-«i)-t-(/^>.+^/>3)('3-'.) + ... +<Р„_,+

~^Рл) (^еф    —1) ]•

где в), ег, £з, .£ф — деформации на участках разбиения кривой растяжения на отрезки, близкие к прямым линиям, определяемым по формуле

где Д/ — смещение, см;

Iq — расстояние между метками (для образцов лопаток или между зажимами — для образцов полосок), см;

Ри Р2» Рз,...» я_л, Рф н (кгс) — нагрузка при деформациях e_t, е₂. е₃.....

^£л> ^Еф*

9.    Кривую растяжения допускается строить по точкам, при этом расстояние между метками или зажимами в параллельной части образца должно быть (5,0±0,1) см.

10.    Определив значение напряжения при заданной фактической деформации (/ф) и удельной энергии фактической деформации (Щ), строят кривые усталостной выносливости в координатах lg N—lg / и Ig X—lg W. С помощью этих кривых определяют значения усталостной выносливости для заданных значений f или W, а также значения усталостной прочности и усталостной энергии деформации при заданной базе утомления.

Смеш.енис &L см

Черт. 3

Для характеристики усталостных свойств резин определяют коэффициент усталостной выносливости (£«.) по формуле

lg N

^р igBV-Jgv

248

(Продолжение изменения к ГОСТ 261—79)

где N — усталостная выносливость, цикл;

W_p — энергия разрушения, определяемая экстраполяцией зависимости Ig iV—Ice w к lg iV-O;

U7 — энергия деформации в мДж/м².

(Продолжение см. с. 250)

(Продолжение изменения к ГОСТ 261—79)

Коэффициент усталостной выносливости определяется только свойствами материала, изучение его зависимости от деформации дозволяет выявить особенности усталостных свойств резин».

(ИУС Л? 12 1985 г.)